TCP数据报结构分析（面试重点）

在传输层中有UDP和TCP两个重要的协议，下面将针对TCP数据报的结构进行分析

关于UDP数据报的结构分析推荐看UDP数据报结构分析（面试重点）

TCP结构图示

TCP报头结构的分析

        一.16位源端口号

        源端口表示发送数据时，发送方的端口号，由于占16位2个字节，所以取值范围是0-65535，所以一个合法的端口号，有效范围就是0-65535不能再大了（实际上0是不使用的），

 知名端口号
                        在1-1024这个范围的端口号，系统赋予了特定的含义，一般也不建议使用，这些端口号已经给一些名气比较大的服务器提前安排好了（坐飞机的头等舱一样）

        二.16位目的端口号

        目的端口号表示发送数据时，接收方的端口号，其余的特点和源端口号相同

        三.32位序号

        维持TCP可靠性的结构，序号表示在网络传输数据时，第一个字节的序号，引入了序号的概念，在进行网络传输数据时，知道了传输数据的第一个字节的序号，已经传输数据的长度，便知道了传输的数据中每一个字节的序号（TCP将每个字节的数据都进行了编号，即为序列号）

        四.32位确认序号

        维持TCP可靠性的结构，确认序号表示的是接收方接收到网络传输的数据后，最后一个字节的序号再加1，就表示在这个序号之前的数据都成功接收到了，而在这个序号之后的数据没有接收到。

        当接收到数据了以后，得到了确认序号，确认序号将作为应答报文传递给发送方，发送方能根据确认序号判断数据有没有被成功发送（确认应答），要是没有被成功发送的话就要进行重发（这就体现了TCP协议的可靠性）确认应答是TCP保证可靠性的最核心机制

        五.4位首部长度

        首部长度表示的是TCP报头的长度，TCP报头是变长的，4bit表示的范围是0-15，要是单位是字节的话很明显是不够TCP报头所占用的长度的，所以这里的单位是4字节，0-60才是真正的TCP报头的取值范围

        TCP报头的变长性体现在选项这个结构上，选项可以没有，也可以有多个，所以正确来说，TCP报头最小占20个字节，最多占60个字节

        保留6位

        保留6位应该是吸取了UDP有长度限制的教训，因为当前我们用4位首部长度来表示TCP数据报报头的长度已经够用了，但不一定未来会够用，所以这里保留6位，就是给未来留下了可以升级和扩展的空间

        六.6个标志位

        这6个标志位表示当前信息的类别

        七.16位窗口大小

        这个字段，只是对ACK应答报文有意义，这个数字就表示了当前接收方缓冲区的剩余空间大小，这个数字返回给发送方，发送方就知道下一轮发送多少数据，接收方才处理得过来，所以可以作为发送方下一轮发送的依据。

        八.16位校验和

        TCP中的校验和与UDP中的校验和作用相同，在发送方计算一下发送的二进制数据的总和（校验和），然后将二进制数据已经计算的校验和一起发送给接收方，接收方接收到数据以后再根据接收到的二进制数据计算一次总和（新校验和），将接收到的校验和与新校验和进行比较，要是相同就表明接收到的数据正确，要是不同就表示错误

        九.选项

        TCP中提供了很多选项来进行一些特殊操作，比如扩充TCP报头的长度，这里就不一一介绍了

        十.数据

        数据就是要传递信息的具体内容，这里才是具体要传输的数据，之前的结构都是TCP报头的结构